DMA（direct memory access）直接内存访问

DMA（Direct Memory Access），这里的 memory，指的是计算机的内存，自然与外存（storage）相对。这里的关键词在 Direct （直接），与传统的相对低效的，需要通过 CPU 来访问内存（此为 indirect，间接）的方式相对。

• DMA 实际上是盗用了总线时间来传输数据，而且由于是硬件处理，所以大大加速了数据复制速度!

1. 基本概念

• 辅存狭义上是平时讲的硬盘，准确地说，是外部存储器（需要通过 I/O 系统与之交换数据，全称为辅助存储设备）。
• RAM 与 ROM：计算机内存储器的两种型号
  
  • RAM-RamdomAccessMemory易挥发性随机存取存储器，高速存取，读写时间相等，且与地址无关，如计算机内存等。
  • ROM-Read Only Memory只读存储器。断电后信息不丢失，如计算机启动用的 BIOS 芯片。存取速度很低，（较RAM而言）且不能改写。由于不能改写信息，不能升级，现已很少使用。
  • ROM 和 RAM 是计算机内存储器的两种型号，ROM表示的是只读存储器，即：它只能读出信息，不能写入信息，计算机关闭电源后其内的信息仍旧保存，一般用它存储固定的系统软件和字库等。RAM表示的是读写存储器，可其中的任一存储单元进行读或写操作，计算机关闭电源后其内的信息将不在保存，再次开机需要重新装入，通常用来存放操作系统，各种正在运行的软件、输入和输出数据、中间结果及与外存交换信息等，我们常说的内存主要是指RAM。

2. CPU 操作外设：传统方式与 DMA 方式

一直不明白DMA(直接内存存储)

• 传统方式：CPU 操作外设时，将外设的数据读到内部寄存器中，再将数据传送至内存中，之所以还要讲数据送到内存，在于 CPU 内部寄存器数量很少，一般都是靠 RAM 来临时存储大量的代码和数据的。
  • CPU 工作的核心就是一个 PC 指针，PC 指针指向什么地址，CPU 就会把相应地址处的二进制数据送至内部译码器进行译码后运行，
  • RAM 是一个临时存放代码和数据的地方，CPU 要执行代码时，就要到内存（RAM）中去取指令。

• DMA：在现代操作系统中，外设有数据到来时，基本上都采用中断方式通知CPU，操作系统响应中断，然后再从外设读取数据，这时，如果外设的数据比较频繁，那么是否每到一个数据都中断一次呢？？这样 CPU 就非常频繁地被外调中断打断，操作系统在处理中断时要浪费一定时间，而且 CPU 读外部 IO 速度也很慢，这样的话，大量时间被用在了响应中断上，而去调度其它任务的时间减少，让人感觉系统响应速度不够，也会影响外设的数据传输速度（如果外设传输速度太快，操作系统就有可能丢失部分数据），由此引出 DMA 的机制：

  外设直接将一块数据放在了 RAM 中，然后再产生一次中断，这样操作系统直接将内存中的那块数据传给想要获取这块数据的一个任务（或者放在内存的另一空闲部分），此时，系统就少了频繁响应外设中断的开销，也少了读取外设 IO 的时间开销（读取 RAM 比读取外设 IO 要快很多），这就是 DMA 的作用所在！